[发明专利]高温紧固螺栓晶粒度测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种高温紧固螺栓晶粒度测量系统，包括超声仪器及探头；所述探头具有：用于对被检高温紧固螺栓进行检测的声楔块，所述声楔块具有供所述超声仪器发射的超声波进入的声射换能面及供超声波返回所述超声仪器的声接受换能面；设置于所述声射换能面上的声射换能器，所述声射换能器与所述超声仪器的发射部通讯连接；设置于所述声接受换能面上的声接受换能器，所述声接受换能器与所述超声仪器的接受部通讯连接。本发明提供的高温紧固螺栓晶粒度测量系统，检查工序简单，有效提高了检测效率，降低了检测成本；并且，检查时仅需探头耦合于被检高温紧固螺栓上，无需对高温紧固螺栓进行打磨和腐蚀，有效避免了对高温紧固螺栓的损伤。

技术领域

本发明涉及车辆设备技术领域，特别涉及一种高温紧固螺栓晶粒度测量系统及方法。

背景技术

高温紧固螺栓是汽轮机设备中重要部件之一。高温紧固螺栓连接着汽轮机汽缸、主汽门、调节气门及导汽管等高温部件，确保了机组在运行过程中不发生泄漏。

由于高温紧固螺栓工作中承受着拉应力及弯曲引力等外界力，因此，需要高温紧固螺栓具备较高的松弛稳定性和屈服强度，并且，具有足够高的持久塑性和韧性，以及良好的抗高温氧化性。同时，高温紧固螺栓的微观组织稳定性需求较高，热脆性倾向需要较小，这对高温紧固螺栓提出了很高的要求。

然而，近年在役机组的高温紧固螺栓的失效经常发生。其中，金相组织粗大是发生失效的原因之一。高温紧固螺栓一旦出现晶粒粗大的情况，机械性能指标大幅度降低，脆性提高，甚至特大晶粒还会出现过烧情况，造成晶界发生氧化，穿晶破裂。因此，机组每次A级检修，应对高温紧固螺栓(如20Cr1Mo1VNbTib(争气1号)及20Cr1Mo1VTib(争气2号)钢制螺栓)进行100％硬度检查及20％金相组织抽查；同时，对硬度高于规定上限的高温紧固螺栓进行金相检查，一旦发现晶粒度粗于5级的高温紧固螺栓，应予更换。

目前，对于高温紧固螺栓的晶粒度的检测方式，一般采用金相检查，金相检查能较好的观察金相组织状态和晶粒尺寸，然而，金相检查的工序复杂，检测效率低，检测成本高；并且，检查时需对高温紧固螺栓进行打磨和腐蚀，对高温紧固螺栓有一定程度的损伤。

因此，如何提高检测效率，降低检测成本，避免高温紧固螺栓损伤，是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高温紧固螺栓晶粒度测量系统，以提高输出效率及使用寿命，降低体积及重量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高温紧固螺栓晶粒度测量系统，包括超声仪器及探头；

所述探头具有：

用于对被检高温紧固螺栓进行检测的声楔块，所述声楔块具有供所述超声仪器发射的超声波进入的声射换能面及供超声波返回所述超声仪器的声接受换能面；

设置于所述声射换能面上的声射换能器，所述声射换能器与所述超声仪器的发射部通讯连接；

设置于所述声接受换能面上的声接受换能器，所述声接受换能器与所述超声仪器的接受部通讯连接。

优选地，上述高温紧固螺栓晶粒度测量系统中，所述声楔块的底面为与所述被检高温紧固螺栓耦合的耦合面；

所述声射换能器垂直设置于所述声射换能面上；所述声接受换能器垂直设置于所述声接受换能面上；

所述声射换能面与所述耦合面之间的夹角为所述声射换能器的发射角度；

所述声接受换能面与所述耦合面之间的夹角为所述声接受换能器的发射角度。

优选地，上述高温紧固螺栓晶粒度测量系统中，所述声射换能器的发射角度的取值范围是25°-30°；